http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=fe8ed37b-3a28-476b-8389-804f1966f63d&print=1© 2024 Российская академия наук
Сибирские ученые разработали проект по созданию карбоновых ферм в Татарстане. Они помогут снизить углеродный след в республике. Аналогичные проекты есть еще в нескольких регионах страны.
Сотрудники Института леса им. В. Н. Сукачева Красноярского научного центра (КНЦ) Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) предложили уменьшить углеродный след в Татарстане за счет карбоновых ферм, а также рассчитали эффективность их функционирования до 2050 года.
Как поясняет издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири", карбоновые фермы — это "управляемые" насаждения (деревьев или других растений), цель которых — поглощать углекислый газ (образовавшийся, например, при сжигании топлива) из атмосферы и в процессе фотосинтеза преобразовывать его в органическое вещество.
"Мы разработали подходы, позволяющие на протяжении довольно длительного жизненного цикла сосняков увеличивать их текущий прирост по сравнению с неуправляемыми лесами. Для Республики Татарстан это будет достаточно эффективный климатический проект — естественная продуктивность сосняков там довольно высокая", — приводятся в публикации слова директора Института леса им. В. Н. Сукачева КНЦ СО РАН, доктора биологических наук Александра Онучина.
По его словам, в неуправляемых лесах в период интенсивного развития прирост древесины за счет сосняков составляет порядка 10-12 кубических метров с гектара в год.
"Посредством лесохозяйственных мероприятий нам представляется возможным увеличить их углерод депонирующую способность (способность поглощать и накапливать углерод — ИФ) еще практически в два раза. Не на весь жизненный цикл дерева, но на достаточно продолжительный период — примерно с 15 до 40 лет. В этот промежуток можно кратно увеличить прирост древесины", — уточнил он.
Чтобы оценить лесоустроительные условия на территории Татарстана, ученые СО РАН провели целый комплекс работ. Прежде всего, они изучили климат этой местности (в частности, проанализировали данные по количеству осадков и температуре атмосферного воздуха), а также тематические почвенные и геоморфологические карты. На основе этих сведений специалисты выбрали несколько участков, пригодных для создания карбоновых ферм, а затем исследовали актуальное состояние лесных экосистем на этих территориях, после чего провели там полевые работы, таксацию и отобрали почвенные пробы. В итоге ученые подготовили рекомендации для повышения углерод депонирующих функций сосновых древостоев в Татарстане до 2050 года, а также рассчитали технико-экономические обоснования для тестовых участков.
"Мы предлагаем не только создавать посадки, но и проводить уход за уже имеющимися насаждениями. Как правило, все они перегущены. Из-за сильной конкуренции прирост деревьев там после 15-20 лет начинает снижаться. В то же время возрастает деструкция древесины и эмиссия ее разлагающейся биомассы в атмосферу", — сказал Онучин.
Поэтому, как пояснил специалист, такие насаждения могут иметь нейтральный углеродный статус или даже на какой-то период времени из поглотителей углекислоты превращаться в ее источник.
"Мы рекомендуем мероприятия, позволяющие деревьям активно поглощать углекислоту до 40-60 лет, что достигается за счет рубок ухода. Образно говоря, это как выращивание морковки на грядке. Если ее не прореживать, она не будет расти", — добавил директор института.
Деревья, которые пойдут под сруб, ученые предложили пустить на хозяйственно-экономические нужды.
"Татарстан считается лесодефицитным районом, древесина там востребована", — отмечается в публикации.
Кроме того, часть сырья, по мнению специалистов, можно будет продать на дрова, а часть — использовать при изготовлении брусочков, штакетников и тому подобного.
"Экономическую эффективность реализации в Татарстане тех или иных климатических проектов в области лесных насаждений можно будет оценивать, исходя из того, какова будет стоимость углеродных единиц", — сказал директор Института леса им. В. Н. Сукачева.
Специалисты Института леса ФИЦ КНЦ СО РАН много лет занимаются климатическими проектами в области лесных отношений, в том числе участвуют в формировании карбоновых полигонов — территорий, где проводится комплексный мониторинг уровня парниковых газов в атмосфере, а также исследования по углеродному обмену параллельно с измерением значимых параметров окружающей среды.
"В результате исследований мы получаем картину насаждений, которые позволяют найти баланс углеродного следа для того или иного региона. Мы отслеживаем этот баланс и узнаем, в каком возрасте и в каких условиях эти экосистемы являются поглотителями углерода, а в каких они меняют свой углеродный статус", — рассказал Александр Онучин.
В настоящее время, по его словам, в научном сообществе идут коллективные споры об углеродном статусе сибирских лесов: одни ученые утверждают, что из-за рубок, болезней и пожаров он существенно снизился, другие же напоминают, что леса все равно остаются основным стоком углерода.
При этом сибирские леса, хоть и имеют более низкую продуктивность (то есть растут медленнее, чем тропические), депонируют углерод надолго. В мерзлых почвах древесина может сохраняться тысячелетиями, а то, что попадает в водные артерии, транспортируется до Северного ледовитого океана, где формируются новые углеродные залежи. Поэтому, по словам Онучина, создавать карбоновые фермы на Севере, где прирост минимальный, особого смысла нет, ведь там отжившая древесина не подвергается активному разложению. А в лучших условиях эта технология может быть очень перспективной.
"У нас есть методы, как находить эти лесорастительные условия, лесоклиматические модели, позволяющие оценивать продуктивность насаждений в зависимости от почвенных условий, осадков и температур. Мы можем подбирать участки, которые позволяют кратно повысить продуктивность лесов, и готовы принять участие в разработке лесоклиматических проектов для других регионов", — сказал ученый.
Также карбоновая ферма появится в пойме реки Обь на территории Томской области. Она станет частью карбонового полигона, который Томский государственный университет (ТГУ) создает вместе с рядом научных институтов для изучения цикла углерода и тестирования химических и биологических технологий для его улавливания, аккумуляции и хранения. Сейчас сотрудники Сибирского ботанического сада (СибБС) вуза подбирают для будущей карбоновой фермы растения, которые бы активно поглощали углерод.
"Задача проекта заключается в оценке продукционного потенциала — интенсивности фотосинтеза, структуры урожая и других характеристик традиционных сельскохозяйственных культур и перспективных интродуцентов с целью подбора ассортимента растений для создания карбоновых ферм", — сообщила научный сотрудник лаборатории редких растений СибБС ТГУ Анастасия Буренина.
Специалисты делают упор на сельскохозяйственные культуры, используемые на территории Томской области — пшеницу, кукурузу, подсолнечник, для которых технологии возделывания уже отработаны и требуются только коррективы для специфики карбонового земледелия.
Кроме того, одним из перспективных растений, по мнению ботаников ТГУ, является амарант — его выращиваются во многих странах мира на зерно, корм животным, в пищевых и декоративных целях. Так, культивируемые виды амаранта и их дикие сородичи обладают генетической способностью к интенсивному накапливанию большого количества биомассы с высоким содержанием белка и биологически активных веществ — это делает их ценными кормовыми, пищевыми и лекарственными растениями. Отечественные и зарубежные селекционеры сумели создать скороспелые, холодостойкие и слабочувствительные к длине светового дня кормовые и пищевые сорта амаранта, что позволило расширить территорию их возделывания. Ученые СибБС в свою очередь планируют подобрать новые сорта амаранта, адаптированные к возделыванию на северной границе зоны выращивания, и включить их в карбоновые фермы.
В Томской области в инфраструктуру карбонового полигона в пойме Оби общей площадью 250 га войдут болотные, лесные и пойменные экосистемы, где расположены обсерватории и четыре стационара участников проекта.
Как сообщалось, первый в России карбоновый полигон площадью 2,32 га открыли в 2021 году на территории биостанции Тюменского государственного университета (ТюмГУ) на озере Кучак в Нижнетавдинском районе Тюменской области. Установленное на нем оборудование позволяет проводить мониторинг выброса парниковых газов на территории более 10,6 тыс. га.
Территория полигона охватывает наиболее характерные для региона типы экосистем: различные виды леса, озера, болота, а также агроценозы. Исследовали планируют детально изучать и оценивать секвестрационный потенциал этих территорий, разрабатывать наиболее эффективные сочетания видов и сортов растений для каждой из них с точки зрения поглощения углекислого газа. Результаты будут использоваться при реализации проектов по лесовосстановлению, развитию АПК, а также при создании специальных карбоновых ферм — территорий с увеличенной поглощающей способностью углекислого газа.